基于蔗糖结晶过程的数学建模与仿真

蔗糖结晶过程伴随着复杂的化学和物理变化,在蔗糖结晶过程中人为因素对出糖数量和质量都有很大的影响。针对起晶工艺过程中的成核问题,分析蔗糖结晶在煮糖生产工艺中的表现形式,建立煮糖蒸发与结晶的数学模型,推导影响结晶过程的主要因素和降低汽耗最优控制关系,得出蔗糖结晶速度过程控制方程;最后,采用实际煮糖生产数据与理论模型结合的方式进行分析,实现对影响结晶生长成糖与浓度、温度、纯度间的关系进行仿真,找出它们对成糖数量和质量影响的变化规律,为甘蔗糖生产的自动化和信息化提供理论基础,提高蔗糖产品质量和产品档次。     

磁场处理对蔗糖结晶速度的影响

蔗糖是世界上产量最多的有机结晶产品之一。生产过程的蔗糖结晶速度是反映生产效率的一个重要指标，影响蔗糖结晶速度的因素很多。本文提供了应用磁场处理糖液以提高蔗糖结晶速度的一些单晶静态和群晶动态试验的研究结果及理论分析，显示了磁处理技术在强化蔗糖结晶过程上的应用前景。     

蒸发结晶系统传热传质规律的研究

工业蒸发结晶是一个复杂的多相传热与传质过程,其传热传质规律直接决定着晶体的成核和生长,并最终决定产品的粒度分布。根据双步结晶理论,对蒸发结晶的成核和生长动力学进行分析,建立了成核和生长的理论模型。该模型准确描述了蒸发结晶的生长规律,对其中参数的求取和分析可以确定结晶的控制步骤。研究以氯碱工业中烧碱提纯单元NaCl蒸发结晶为例,通过对模型参数的求取,分析NaCl蒸发结晶过程的控制步骤。结果显示,在高温和低流速下,NaCl结晶受扩散过程控制。从而以扩散控制理论为基础,建立了NaCl蒸发结晶的传质传热模型。综合考虑了温度、流速、过饱和度、晶体粒度对结晶粒度分布的影响规律,建立了涵盖各个参数的数学模型。结合粒数衡算,进行了模型计算,得到结晶粒度与操作参数的关系。模型计算结果与实际结果吻合良好,表明该模型可以很好地表示蒸发结晶过程中各操作参数对结晶粒度分布的影响规律。     

磁场处理对蔗糖结晶过程作用的研究

本文以典型的有机工业结晶产品──蔗糖为研究对象，以新兴的磁场处理技术为手段，进行磁场处理对溶液结晶过程影响的基础理论研究。通过蔗糖单晶的静态试验和群品的动态试验，以及对精液某些特性的测量，发现适当的磁场处理能降低蔗糖的溶解度和糖液的粘度，并在某种程度上改变蔗糖晶体的内部结构，从而提高蔗糖晶体在糖液中的生长速率。展示了以磁处理技术强化工业溶液结晶过程的应用前景。     

蔗糖结晶过程的模糊自适应PID控制

针对蔗糖结晶过程的控制特点,设计模糊自适应PID控制器.研究结果表明,模糊自适应PID控制器能够实现对结晶过程的关键量———过饱和度的有效控制,调节过程曲线平滑、无大的波动,能够提高蔗糖结晶的速度、缩短煮糖时间.     

大型炼油厂酮-苯脱蜡过程模型开发

通过对润滑油生产中酮-苯脱蜡结晶过程的理论分析,建立了该过程关于收率的机理模型,并对模型参数进行了估计。根据实际要求对该模型进行了简化处理。模型计算值与实际值最大相对误差为0.8%。     

降膜结晶分离过程的数值分析

为了研究降膜结晶过程的相变耦合传热传质过程 ,在混合物理论和实验观察所得的结晶形态及形貌特征的基础上建立了描述降膜结晶过程动量、热量和质量传递的数值模拟模型。该模型的一个重要特点是认为在降膜结晶过程中在熔体液相区和固相区之间存在一薄厚不匀且不断变化的二相区。以二元透明有机熔体 (萘硫茚 )为例 ,针对实验单管降膜结晶器的实际降膜结晶过程动量、热量和质量传递过程进行了数值模拟 ,所得结果在未引入任何经验常数下 ,与实验结果符合较好     

蔗糖结晶过程的模糊自适应PID控制

针对蔗糖结晶过程的控制特点，设计模糊自适应PID控制器．研究结果表明，模糊自适应PID控制器能够实现对结晶过程的关键量——过饱和度的有效控制，调节过程曲线平滑、无大的波动，能够提高蔗糖结晶的速度、缩短煮糖时间．     

添加晶种的KNO3水溶液间歇结晶动力学模型

针对添加晶种的二次成核结晶过程的特点，并基于Beer-Lambert定律、ΔL定律和粒数衡算理论，建立了包含透光率变量的间歇结晶动力学模型。运用该模型对KNO3水溶液冷却结晶实验的溶液质量分数、相对过饱和度以及透光率数据进行关联，一次性获得了结晶体系的三次成核和生长动力学参数，其值与文献值吻合较好。尝试以光学法关联动力学模型的研究，将有助于结晶机理的深入认识，为动力学模型的进一步发展提供思路。     

有机结晶过程动,静态交替育晶机理探索

本研究以蔗糖、葡萄糖、味精等有机工业结晶过程为对象。在研究过程中广泛吸取有机化学、物理化学、结晶化学和化工传递原理等基础学科的基本原理,并引入压力场、超声场、悬浮剂等外加能量场和结晶助剂,对群晶生长的动力学和结晶习性变化进行了系统的研究和探索,初步弄清了产生“晶体生长分散”不良现象的主要原因,证实了蔗糖等结晶物系溶解度、过饱和度以及起晶临界点会随压力升高而升高,并首次提出“动静态交潜育晶新工艺”,设计了能减少生长分散、提高结晶率的小型育晶试验装置。     

葡萄糖酸钙结晶后母液成分分析及利用

对葡萄糖酸钙结晶后母液的成分进行了分析,结果表明：葡萄糖酸钙结晶后母液含固体物质4.46%,粗蛋白质0.68%,粗脂肪0.35%,总糖0.80%,还原糖0.60%,葡萄糖酸钙3.04%。白陶土吸附去除母液中蛋白、色素、多糖等杂质,浓缩后加甲醇与乙醇混合物至10%（V/V）让葡萄糖酸钙结晶析出。离心、乙醇洗涤、减压干燥后得葡萄糖酸钙。     

利用DSC的不同降温速率进行结晶聚合物的等温结晶研究

本文针对DSC技术进行结晶聚合物等温结晶过程研究的缺点,参考Ozawa和Kissimger的方法,提出了利用DSC的不同降温速率进行结晶聚合物等温结晶研究的图解方法。该方法具有简单、直观等优点。     

超声波在碱式氯化镁结晶中的应用

研究了超声波在碱式氯化镁结晶中的应用,结果表明,缩短了碱式氯化镁的饱和溶液的诱导期,加速了碱式氯化镁的结晶过程,进而提高碱式氯化镁的最终产物氢氧化镁和氧化镁的产量．     

纤维素/NMMO·H_2O溶液的熔融和固化行为

采用体积膨胀法测定了纤维素/N-甲基吗啉-N-氧化物-水合物（NMMO·H_2O）溶液的比容与温度的关系。根据比容与温度的关系曲线和和差热扫描量热（DSC）曲线研究了NMMO·H_2O和纤维素/NMMO·H_2O溶液体系的熔融和固化行为,并根据比容和DSC曲线分别得到了不同纤维素含量溶液的熔点。结果表明,NMMO·H_2O和纤维素/NMHO·H_2O溶液的比容在固态和液态时均随着温度的升高而增大。NMMO·H_2O和纤维素/NMMO·H_2O溶液的比容升温曲线上在NMMO·H_2O的熔点附近有一个台阶,说明室温下固化的溶液中有NMMO·H_2O结晶态存在。在降温过程中,由于溶液中纤维素分子链的影响,使溶液中的NMMO·H_2O结晶受到影响,并且随着溶液中纤维素质量分数的增加,NMMO·H_2O的结晶过程逐渐减慢,溶液的熔点下降。     

酸洗钢型材及电镀钢件废酸液闭路循环处理的研究

在酸洗钢件或电镀件的过程中,会产生大量的废酸液及含酸废水,对此,采用酰洗槽液和冲洗废水全部闭路循环,同时回收FeSO4的处理工艺,找出了使废酸液自然结晶回收FeSO4的最佳条件,以及含酸废水中和、曝气处理的最佳工艺条件,并从理论上进行了初步的论述。     

中孔MCM—41分子筛晶化过程的初步研究

在含阳离子表面活性剂－十六烷基三甲基溴化铵的碱怀水热体系中,考察了在３７３Ｋ,３９８Ｋ,４２３Ｋ和４７３Ｋ下合成中孔ＭＣＭ－４１分子筛的晶化动力学曲线及引入晶种对其合成的影响,并用ＸＲＤ,ＳＥＭ,ＩＲ及ＴＧ／ＤＴＡ等测试手段对其晶化期间中孔骨架我变化进行了表征。实验结果表明,随晶化过程的进行,产物中孔孔道结构的有序度在不断提高,但在原子水平上却始终缺乏严格的晶序,提高晶化温度,晶化速率明显加快,但     

基于遗传算法的管材矫直优化

针对管材矫直质量问题,利用单向弯曲的方式,建立了矫直过程的力学模型,提出了优化的目标函数,建立遗传算法模型对矫直工艺参数进行了优化,得出了合理的工艺参数值.将该工艺参数值用于实际加工中,能显著提高管材的矫直质量.     

基于热力学混合遗传算法的加热炉炉温优化研究

针对加热炉生产过程中钢坯入炉温度、规格尺寸、钢坯种类等生产工况经常会发生改变,导致基本遗传算法存在早熟等现象,提出一种基于热力学的混合遗传算法.基于钢坯加热过程的机理模型,建立了钢坯温度预报模型,依据加热炉工艺生产要求,建立了加热炉炉温优化模型.为了提高遗传算法的求解精度和计算效率,在遗传算法交叉算子设计过程中加入内能、熵和自由能的思想,改进了传统遗传算法;同时在经典的遗传算法基础上加入模拟退火算法构成了基于热力学的混合遗传算法,并用于求解加热炉炉温优化问题,克服了传统遗传算法的不足.实验结果表明,该方法能够有效地求解加热炉炉温优化问题,是可行的、有效的.     

中浓度NOx废气治理的新工艺研究

研究了用软锰矿吸收中浓度NOx,吸收母液经净化、浓缩、结晶产出MnNO3,MnNO3热分解产出纯MnO2 (产品 )和高浓度NOx 气体 ,该气体用水吸收生产硝酸 (产品 ) ,吸收尾气返回软锰矿吸收的新工艺 .研究表明该工艺技术可行 ,具有显著经济效益和环境效益 .